Помещение для дойных коров

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ДОЙНЫХ КОРОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Цубанов Александр Григорьевич Коротинский Виктор Андреевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Помещение для дойных коров, содержащее светопрозрачные северное и южное наружные ограждения, отличающееся тем, что оно снабжено гелиоводонагревательной установкой, содержащей расположенные в верхней зоне светопрозрачного южного наружного ограждения приемники солнечного излучения, распределительный и собирающий коллекторы, электромагнитный клапан, насос, теплоизолированные основной с тремя выходными и двумя входными и дополнительный с электронагревателем и входным и выходным патрубками баки для воды смеситель воды и два вентиля, при этом входы и выходы приемников солнечного излучения соответственно через распределительный коллектор и насос и через собирающий коллектор соответственно присоединены к первым выходному и входному патрубкам теплоизолированного основного бака, ко второму входному и второму и третьему выходным патрубкам которого соответственно присоединены водопровод холодной воды, через первый вентиль первый вход смесителя воды и входной патрубок теплоизолированного с электронагревателем дополнительного бака, к выходному патрубку которого через второй вентиль и электромагнитный клапан присоединен второй вход смесителя воды. 66282010.10.30 2. Помещение для дойных коров по п. 1, отличающееся тем, что теплоизоляция обращенных к солнцу стенок основного и дополнительного баков выполнена в виде двухкамерных стеклопакетов, установленных с замкнутыми воздушными зазорами около этих стенок, которые окрашены в черный цвет.(56) 1. Драганов Б.Х. и др. Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Киев Вища школа, 1990. - С. 83. 2. Степанова В.Э. Возобновляемые источники энергии на сельскохозяйственных предприятиях. - М. Агропромиздат, 1988. - С. 42. Предлагаемое техническое решение относится к помещениям с частично или полностью светопрозрачными наружными ограждениями. Известна конструкция помещения для содержания коров 1. Известное помещение содержит теплоизоляционные несущие стены, горизонтальное перекрытие, выполненное из железобетонных плит, сверху которых расположен теплоизоляционный слой, двухскатную крышу. К недостаткам известной конструкции помещения следует отнести большую материалоемкость и пониженные функциональные возможности. Большая материалоемкость обусловлена большой материалоемкостью наружных ограждающих конструкций стен, перекрытия, крыши. Пониженные функциональные возможности обусловлены отсутствием в конструкции помещения южных светопрозрачных наружных ограждений, через которые осуществляется отопление помещения тепловым излучением солнца. Наиболее близким по конструкции является конструкция коровника со светопрозрачными наружными ограждениями 2. Это арочное помещение для коров содержит покрытие из светопрозрачной полиэтиленовой пленки, прижатое гибкими ремнями к обрешетке, которая прикреплена к металлическим аркам, жестко соединенным друг с другом продольными металлическими пластинами. К металлическим аркам со стороны помещения металлическими тросами прикреплена прозрачная полиэтиленовая пленка, а внутренняя поверхность стен помещения ограждена металлической сеткой. К недостатку этой конструкции помещения для коров следует отнести пониженные функциональные возможности. Пониженные функциональные возможности обусловлены тем, что тепловое излучение солнца, поступающее в помещение через светопрозрачные наружные ограждения, используется только для отопления помещения и не используется для нагрева воды,необходимой для промывки молокопроводов, подмывания вымени коров, санитарногигиенических нужд работников фермы и других нужд. Задачей предлагаемой полезной модели помещения для дойных коров является расширение его функциональных возможностей. Поставленная задача решается тем, что помещение для дойных коров, содержащее светопрозрачные северное и южное наружные ограждения, снабжено гелиоводонагревательной установкой, содержащей расположенные в верхней зоне светопрозрачного южного наружного ограждения приемники солнечного излучения, распределительный и собирающий коллекторы, электромагнитный клапан, насос, теплоизолированные основной с тремя выходными и двумя входными и дополнительный с электронагревателем и входным и выходным патрубками баки для воды смеситель воды и два вентиля, при этом входы и выходы приемников солнечного излучения соответственно через распредели 2 66282010.10.30 тельный коллектор и насос и через собирающий коллектор соответственно присоединены к первым выходному и входному патрубкам теплоизолированного основного бака, ко второму входному и второму и третьему выходным патрубкам которого соответственно присоединены водопровод холодной воды, через первый вентиль первый вход смесителя воды и входной патрубок теплоизолированного с электронагревателем дополнительного бака, к выходному патрубку которого через второй вентиль и электромагнитный клапан присоединен второй вход смесителя воды. Для ускорения процесса нагрева холодной воды до требуемой температуры теплоизоляция обращенных к солнцу стенок основного и дополнительного баков выполнена в виде двухкамерных стеклопакетов, установленных с замкнутыми воздушными зазорами около этих стенок, которые окрашены в черный цвет. В результате этого черные стенки основного и дополнительного баков превращаются в приемники солнечного излучения, которые преобразуют падающее на них солнечное излучение в тепловую энергию, идущую на дополнительный нагрев воды в баках. Сущность предлагаемой полезной модели помещения для дойных коров поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема гелиоводонагревательной установки на фиг. 2. - расположение оборудования гелиоводонагревательной установки в помещении, план на фиг. 3 - поперечный разрез помещения по А-А по фиг. 2 на фиг. 4 - конструкции основного и дополнительного баков для воды, вертикальные разрезы на фиг. 5 - электрическая схема системы автоматического управления работой гелиоводонагревательной установки. Помещение для дойныхкоров содержит светопрозрачные северное 1 и южное 2 наружные ограждения. Для расширения функциональных возможностей помещения оно оборудовано гелиоводонагревательной установкой, содержащей расположенные в верхней зоне светопрозрачного южного наружного ограждения 2 приемники 3 солнечного излучения, распределительный 4 и собирающий 5 коллекторы, электромагнитный клапан 6 с катушкой 7, насос 8 с электродвигателем 9, основной бак 10 с выходными 11, 12, 13 и входными 14, 15 патрубками, дополнительный бак 16 с электронагревателем 17 и входным 18 и выходным 19 патрубками, смеситель 20 воды и два вентиля 21, 22. Баки 10 и 16 теплоизолированы от воздушной среды помещения теплоизоляционными слоями 23, 24, которые расположены на внешних поверхностях баков. При этом входы и выходы приемников 3 солнечного излучения соответственно через распределительный коллектор 4 и насос 8 и через собирающий коллектор 5 соответственно присоединены к выходному 11 и входному 15 патрубкам основного бака 10, ко входному патрубку 14 и выходным патрубкам 12, 13 которого соответственно присоединены водопровод 25 холодной воды, через вентиль 21 первый вход смесителя 20 и входной патрубок 18 дополнительного бака 16, к выходному патрубку 19 которого через второй вентиль 22 и электромагнитный клапан 6 присоединен второй вход смесителя 20 воды. Для ускорения процесса нагрева воды в баках 10 и 16 теплоизоляция стенок, обращенных к солнцу, выполнена в виде двухкамерных стеклопакетов 26, 27, установленных с замкнутыми воздушными зазорами около этих стенок, которые окрашены в черный цвет. Работа гелиоводонагревательной установки автоматизирована. Для этого гелиоводонагревательная установка дополнительно снабжена автоматическим выключателем 28, регулятором 29 с датчиком 30 и контактом 31 максимально допустимой температуры ( 50 С) воды в дополнительном баке 16 регулятором 32 с датчиком 33 и контактом 34 минимально допустимой температуры ( 30 С) воды в дополнительном баке 16 промежуточным реле с катушкой 35 и контактами 36, 37, 38 регулятором 39 с датчиками 40, 41 и контактом 42 температуры воды в основном баке 10 в зависимости от 3 66282010.10.30 величины теплового излучения солнца, падающего на приемник 3 и измеряемого датчиком 41 регулятором 43 с датчиком 44 и контактом 45 максимально допустимой температуры ( 50 С) воды в основном баке 10. Гелиоводонагревательная установка работает следующим образом. Открывают вентиль 21, при этом холодная вода из водопровода 25 заполняет основной 10 и дополнительный 16 баки. Регулятор 39 замыкает контакт 42 в случае, если температура, измеряемая датчиком 41 теплопроводящей черной пластины, расположенной под светопрозрачной крышкой приемника 3, выше 40 С. С замыканием контакта 42 к электросети подключается электродвигатель 9 и насос 8 забирает воду из бака 10, прокачивает ее через распределительный коллектор 4, приемники 3 солнечного излучения, собирающий коллектор 5 и возвращает ее опять в бак 10. Насос 8 будет работать до тех пор, пока температура воды,измеряемая датчиком 40, не повысится до 35 С, при этом регулятор 39 разомкнет контакт 42 в цепи электродвигателя 9. В дальнейшем регулятор 39 с датчиками 40 и 41 путем управления работой электродвигателя 9 насоса 8 обеспечивает увеличение температуры воды в баке 10 пропорционально температуре черной пластины, на которую падает тепловое излучение солнца. В целях экономии электроэнергии, затрачиваемой на работу электродвигателя 9 насоса 8, регулятор 43, датчик 44 которого расположен в баке 10, при температуре воды 50 С размыкает контакт 45 и отключает электродвигатель 9 насоса 8 от электросети. Так как в баке 16 находится вода с температурой ниже 30 С, то регулятор 32 замыкает контакт 34, а регулятор 29 замыкает контакт 31. В этом случае к электросети подключается катушка 35 промежуточного реле, реле срабатывает и замыкает контакты 36, 37 и размыкает контакт 38 в цепи катушки 7 электромагнитного клапана 6 и последний закрывается. С замыканием контакта 37 к электросети подключается нагреватель воды 17 и начинается процесс нагрева воды в баке 16. С повышением температуры воды до 30 С сначала срабатывает регулятор 32 и размыкает контакт 34, но процесс нагрева воды продолжается, так как контакт 34 шунтирован контактом 36 промежуточного реле с катушкой 35. Процесс нагрева воды в баке 16 электронагревателем 17 будет продолжаться до тех пор,пока температура воды в баке 16 не достигнет 50 С. В этом случае регулятор 29 разомкнет контакт 31 и прекратит работать нагреватель 17 и откроется электромагнитный клапан 6, так как к электросети подключится катушка 7 с замыканием контактов 38. Таким образом, в баке 16 имеем воду с температурой 50 С, а в баке 10 - с температурой, зависящей от интенсивности теплового излучения солнца. При открытии вентиля 22 на выходе смесителя 20 имеем воду с температурой 50 С, а при закрытом 22 и открытом 21 вентилях имеем воду на выходе смесителя 20 с температурой воды в баке 10. Путем регулирования положения вентилей 21 и 22 добиваемся требуемой температуры воды на выходе смесителя 20. При открытом вентиле 22 теплая вода из бака 10 вытесняется холодной водой из водопровода 25 в бак 16, а из него через смеситель 20 к потребителю. Процесс вытеснения теплой воды из бака 16 будет продолжаться до тех пор, пока температура воды в баке 16 не понизится до 30 С. С понижением температуры воды в баке 16 сначала срабатывает регулятор 29 и замыкает контакт 31, который подготовит цепь катушки 35 к подключению ее к электросети. Когда температура воды в баке 16 станет равна 30 С, то сработает регулятор 32 и замыканием контакта 34 подключит катушку 35 промежуточного реле к электросети, последнее сработает и подключит к электросети нагреватель 17 и размыканием контакта 38 отключит от электросети электромагнитный клапан 6 и он перейдет в закрытое состояние. Далее процесс нагрева воды в баке 16 повторяется. Следует отметить, что в этом случае в баке 16 будет находиться вода, предварительно нагретая приемником 3 теплового излучения солнца, в результате чего уменьшаются затраты электроэнергии на нагрев воды в баке 16. 4 66282010.10.30 В весенние, летние и, частично, осенние дни, когда интенсивность теплового излучения солнца, падающего на приемники 3, велика, они обеспечивают нагрев воды в баке 10 до 50 С и электронагреватель 17 не будет работать. При размещении гелиоводонагревательной установки в помещении со светопрозрачными наружными ограждениями она используется круглогодично, при этом существенно снижаются затраты электроэнергии на нагрев воды, используемой для технологических процессов и санитарно-гигиенических нужд работников фермы. Таким образом, при эксплуатации помещения со светопрозрачными наружными ограждениями для дойных коров происходит достижение поставленной технической задачи расширение функциональных возможностей помещения путем использования теплового излучения солнца, поступающего в помещение через светопрозрачные наружные ограждения, для нагрева воды на технологические процессы при помощи гелиоводонагревательной установки, размещенной в помещении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5